專利名稱：擊打訓練圓盤靶電子考核系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種拳擊、跆拳道等擊打訓練器械一圓盤靶。
背景技術：
圓盤靶是拳擊、跆拳道和類似擊打項目訓練常用的器械。然而，目前圓盤靶的作用，完全是教練人員在訓練中使用來獲得感覺，然后憑自己的感覺和經驗來判斷和評價受訓者的打擊情況。這種方式因人而異，有很大的主觀因素，很難做到客觀、準確、公正地評價訓練效果。因此，亟待研發一種能夠用來客觀、準確、公正地評價拳擊、跆拳道和類似擊打項目訓練效果的方法，而種方法的實施，有賴于同時開發帶有電子考核系統的圓盤靶器械。

發明內容
為實現客觀、準確、公正地評價拳擊、跆拳道和類似擊打項目訓練效果，本發明提供一種擊打訓練圓盤靶電子考核系統。系統主要由擊打傳感器及其傳感電容、信號轉換電路、信號處理、顯示與操作電路和顯示器構成。擊打傳感器將觸碰和沖力信號引入到信號轉換電路，經信號轉換電路的轉換、處理，成為擊打沖壓力信號；該信號通過沖壓力信號端子送入信號處理、顯示與操作電路；按照“有效”和“統計”閾值的設置，沖壓力信號經信號處理、顯示與操作電路的分離放大、處理和顯示驅動，由顯示器予以顯示。在靶體上分別裝配有電源/顯示轉換開關和數值設置鍵；在靶體上側面中部裝配有用于顯示記錄、統計數據或工作狀態的顯示器；在靶體的正面，安裝有接受觸碰和擊打力的擊打傳感器。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是系統主要由擊打傳感器及其傳感電容、以門電路芯片為核心的信號轉換電路、以微控制器芯片、數字電位器芯片、運放電路芯片，顯示器驅動模塊為核心的信號處理、顯示與操作電路和顯示器構成。擊打傳感器的傳感電容將反映觸碰和沖力的電容量變化信號引入到以門電路芯片為核心的信號轉換電路，經信號轉換電路的轉換、處理，成為反映擊打沖壓力的電信號；該信號通過沖壓力信號端子送入信號處理、顯示與操作電路；按照“有效”和“統計”閾值的設置，沖壓力信號經信號處理、顯示與操作電路的分離放大、處理和顯示驅動，由顯示器予以顯示。在圓盤靶前面護皮的內側面，粘貼圓盤形微彈性金屬箔外極板；在外極板的內側面，粘貼圓盤形乳膠質的彈性外介質層；在彈性外介質層的內側面，粘貼圓盤形微彈性金屬箔中極板；在中極板的內側面，粘貼圓盤形乳膠質的彈性內介質層；在彈性內介質層的內側面，粘貼圓盤形微彈性金屬箔內極板；內極板的內側面粘貼于橡膠質彈性基底層的外側面。外極板、中極板和內極板分別連接有內極板引線、中極板引線和內極板引線，以通過對應弓I線連接到信號轉換電路的對應端子。信號轉換電路的傳感電容由外極板、中極板和內極板,通過內極板弓I線、中極板弓I線和外極板引線，分別連接到對應的端子構成；信號轉換電路的門電路芯片采用74HC04型低壓電源六反相器器件。傳感電容的內極板引線端子與外極板引線連接，并連接到延時電阻的一端和保護電阻的一端；延時電阻的另一端和保護電阻的另一端分別與門電路芯片的引腳4和引腳5連接。傳感電容的中極板引線端子與門電路芯片的引腳2和引腳3同時連接。門電路芯片的引腳1、引腳6和引腳6連接在一起；門電路芯片的引腳7接地；門電路芯片的引腳8和引腳11連接在一起；門電路芯片的引腳14與工作電源正極連接。門電路芯片的引腳10與濾波電阻的一端連接；濾波電阻的另一端與濾波電容的一端連接，該連接點作為擊打沖壓力的沖壓力信號端子，引入到信號處理、顯示與操作電路；濾波電容的另一端接地。信號處理、顯示與操作電路由微控制器芯片、數字電位器芯片、運放電路芯片，顯示器驅動模塊采用型器件及其外圍電路，以串行接口方式組成。微控制器芯片采用ATMEGA8L型低壓電源低功耗CMOS器件，數字電位器芯片采用AD5161型低壓電源器件，運放電路芯片采用0PA2333型低壓單電源雙運放器件，顯示器驅動模塊采用S012864型低壓電源低功耗器件。本發明的有益效果是利用現行圓盤靶的結構和受訓者的擊打動作，來獲取擊打力信號，在不改變行圓盤靶結構的前提下，通過信號數字處理，實現了考核指標的檢測、計算、顯示一體化。另外，由于裝置整潔、結構簡單而極易標準化，可以以不同形式，作為體訓器材、健身器材等的指標檢測功能配套，予以批量生產。


下面結合附圖所示的實施例對本發明進一步說明。圖1是本發明的一個實施例一擊打訓練電子考核系統的圓盤靶正面外形視圖。圖2是本發明實施例帶有局部剖視的圓盤靶結構俯視圖。圖3是本發明實施例的傳感器結構側向剖視圖。圖4是本發明 實施例的系統結構框圖。圖5是傳感器的信號轉換電路結構圖。圖6是本發明的信號處理、顯示與操作電路結構圖。在圖廣2、5中1.靶體，2.手套，3.電源/顯示轉換開關，4.數值設置鍵，5.顯示器，6.擊打傳感器。在圖3、4中6.1.護皮，6. 2.彈性外介質層，6. 3.彈性內介質層，6. 4.彈性基底層,6. 5.外極板,6. 6.中極板,6. 7.內極板,7.信號轉換電路,8.信號處理、顯不與操作電路，6. 8.內極板引線，2. 9.中極板引線，2. 10.外極板引線。在圖4、5中Cs為傳感電容，GO為門電路芯片，Rsl為延時電阻，Rs2為保護電阻，Rs3為濾波電阻，Csl為濾波電容，s為沖壓力信號端子。在圖5中Ul為微控制器芯片，U2為數字電位器芯片，U3為運放電路芯片，U4為顯不器(5)驅動模塊；X1為石英晶體；Cl為第一振蕩電容，C2為第一濾波電容，C3為第三濾波電容，C4為第二振蕩電容，C5為緩沖電容；D1為放電二極管，D2為嵌位二極管，D3為第一 TVS 二極管，D4為第二 TVS 二極管；R1為第一上拉電阻，R2為第一耦合電阻，R3為第二耦合電阻，R4為第四上拉電阻，R5為第二濾波電阻，R6為濾波分壓電阻，R7為反饋電阻，R8為分壓電阻，R9為第九上拉電阻，RlO為第十上拉電阻，Rll為第i^一上拉電阻，R12為第十二上拉電阻，R13為第十三上拉電阻，E為電池。
具體實施例方式在附圖1所示的擊打訓練圓盤靶的正面外形視圖中在靶體I的正前面，安裝有接受觸碰和擊打力的擊打傳感器6。在附圖f 2所示的擊打訓練圓盤靶結構視圖中在靶體I的后背面，縫裝有用于插套右手的手套2 ;手套2插口向左，使得插入的右手手心向前，拇指處于上側。在靶體I的上側面中部右手拇指可及處，分別裝配有用于通、斷電源、切換顯示器5和系統工作狀態的電源/顯示轉換開關3，和用于預置數值設定的數值設置鍵4，數值設置鍵4稍靠前于電源/顯示轉換開關3 ;在靶體I上側面中部右手拇指可覆蓋處，數值設置鍵4和電源/顯示轉換開關3的稍左部，裝配有用于顯示記錄、統計數據或工作狀態的顯示器5 ;在靶體I的正前面，安裝有接受觸碰和擊打力的三極板電容式擊打傳感器6。電源/顯示轉換開關3為帶有防誤觸、防震傳動機構的平撥式雙刀三位撥動開關；數值設置鍵4為耐磨損導電膠膜雙刀單位按鍵；顯示器5為以比例符號分隔成前三位數字和后三位數字的點陣顯示液晶屏。當電源/顯示轉換開關3撥到“記錄”位時，顯示器5的前三位數字表示“有效”記錄，后三位數字表示“統計”記錄；當電源/顯示轉換開關3撥到“閾值”位時，數值設置鍵4動作生效，可通過數值設置鍵4的操作長短間歇配合，實現“有效”和“統計”閾值的設置，顯示器5的前三位數字表示“有效”擊打力閾值，后三位數字表示“統計”擊打力閾值；當電源/顯示轉換開關3撥到“關”位時，顯示器5黑屏。在圖3所示的圓盤靶擊打傳感器結構側向剖視圖中，在圓盤靶前面護皮6.1的內側面，粘貼圓盤形微彈性金屬箔外極板6. 5 ;在外極板6. 5的內側面,粘貼圓盤形乳膠質的彈性外介質層6. 2 ;在彈性外介質層6. 2的內側面，粘貼圓盤形微彈性金屬箔中極板6. 6 ；在中極板6. 6的內側面，粘貼圓盤形乳膠質的彈性內介質層6. 3 ;在彈性內介質層6. 3的內側面，粘貼圓盤形微彈性金屬箔內極板6. 7 ;內極板6. 7的內側面粘貼于橡膠質彈性基底層6. 4的外側面。外極板6. 5、中極板6. 6和內極板6. 7分別連接有內極板引線6. 8、中極板引線2. 9和外極板引線2. 10，以通過對應引線連接到信號轉換電路的對應端子。在圖4所示的本發明實施例的系統結構框圖中擊打傳感器6的傳感電容Cs將反映觸碰和沖力的電容量變化信號引入到以門電路芯片GO為核心的信號轉換電路7，經信號轉換電路7的轉換、處理，成為反映擊打沖壓力的電信號；該信號通過沖壓力信號端子s送入信號處理、顯示與操作電路8 ;按照“有效”和“統計”閾值的設置，沖壓力信號經5信號處理、顯示與操作電路8的分離放大、處理和顯示驅動，由顯示器5予以顯示。在圖5所示的傳感器的信號轉換電路結構圖中傳感電容Cs由外極板6. 5、中極板6. 6和內極板6. 7，通過內極板引線6. 8、中極板引線2. 9和外極板引線2. 10，分別連接到對應的端子構成；門電路芯片GO采用74HC04型低壓電源六反相器器件。傳感電容Cs的內極板引線6. 8端子與外極板引線2. 10連接，并連接到延時電阻Rsl的一端和保護電阻Rs2的一端；延時電阻Rsl的另一端和保護電阻Rs2的另一端分別與門電路芯片GO的引腳4和引腳5連接。傳感電容Cs的中極板引線6. 9端子與門電路芯片GO的引腳2和引腳3同時連接。門電路芯片GO的引腳1、引腳6和引腳6連接在一起；門電路芯片GO的引腳7接地；門電路芯片GO的引腳8和引腳11連接在一起；門電路芯片GO的引腳14與工作電源正極連接。門電路芯片GO的引腳10與濾波電阻Rs3的一端連接；濾波電阻Rs3的另一端與濾波電容Csl的一端連接，該連接點作為擊打沖壓力的沖壓力信號端子S，引入到信號處理、顯示與操作電路；濾波電容Csl的另一端接地。在圖6所示的信號處理、顯示與操作電路結構圖中信號處理、顯示與操作電路由微控制器芯片U1、數字電位器芯片U2、運放電路芯片U3，顯示器驅動模塊U4及其外圍電路，以串行接口方式組成。微控制器芯片Ul采用ATMEGA8L型低壓電源低功耗CMOS器件，數字電位器芯片U2采用AD5161型低壓電源器件，運放電路芯片U3采用0PA2333型低壓單電源雙運放器件，顯示器(5)驅動模塊U4采用S012864型低壓電源低功耗器件。石英晶體Xl的兩端分別連接到微控制器芯片Ul的引腳9和引腳10，并分別與第一振蕩電容Cl的一端和第二振蕩電容C4的一端連接；第一振蕩電容Cl的另一端和第二振蕩電容C4的另一端均接地。放電二極管Dl的正極連接到工作電源正極，放電二極管Dl的負極與緩沖電容C5的一端和第一上拉電阻Rl的一端同時連接，該連接點連接到微控制器芯片Ul的引腳I ;緩沖電容C5的另一端接地；第一上拉電阻Rl的另一端連接到工作電源正極。顯示器(5 )驅動模塊U4的引腳1、7均接地，顯示器(5 )驅動模塊U4的引腳2、3、4、和5分別連接到微控制器芯片Ul的引腳14、15、16和17，顯示器(5)驅動模塊U4的引腳6、8均連接到工作電源正極；顯示器(5)驅動模塊U4的其余引腳均懸空。微控制器芯片Ul的引腳27和28分別與第四上拉電阻R4的一端和第九上拉電阻R9的一端連接，該二連接點分別連接到數字電位器芯片U2的引腳5和6 ;第四上拉電阻R4的另一端和第九上拉電阻R9的另一端均連接到工作電源正極；微控制器芯片Ul的引腳4和5分別與第十上拉電阻RlO和第十一上拉電阻Rll的一端連接，該二連接點分別連接到數值設置。
權利要求
1.一種擊打訓練圓盤靶電子考核系統，其特征是系統主要由擊打傳感器及其傳感電容、以門電路芯片為核心的信號轉換電路、以微控制器芯片、數字電位器芯片、運放電路芯片，顯示器驅動模塊為核心的信號處理、顯示與操作電路和顯示器構成；擊打傳感器的傳感電容將反映觸碰和沖力的電容量變化信號引入到以門電路芯片為核心的信號轉換電路，經信號轉換電路的轉換、處理，成為反映擊打沖壓力的電信號；該信號通過沖壓力信號端子送入信號處理、顯示與操作電路；按照“有效”和“統計”閾值的設置，沖壓力信號經信號處理、顯示與操作電路的分離放大、處理和顯示驅動，由顯示器予以顯示； 在圓盤靶前面護皮的內側面，粘貼圓盤形微彈性金屬箔外極板；在外極板的內側面，粘貼圓盤形乳膠質的彈性外介質層；在彈性外介質層的內側面，粘貼圓盤形微彈性金屬箔中極板；在中極板的內側面，粘貼圓盤形乳膠質的彈性內介質層；在彈性內介質層的內側面，粘貼圓盤形微彈性金屬箔內極板；內極板的內側面粘貼于橡膠質彈性基底層的外側面；夕卜極板、中極板和內極板分別連接有內極板引線、中極板引線和內極板引線，以通過對應引線連接到信號轉換電路的對應端子； 信號轉換電路的傳感電容由外極板、中極板和內極板，通過內極板弓丨線、中極板弓I線和外極板引線，分別連接到對應的端子構成；信號轉換電路的門電路芯片采用74HC04型低壓電源六反相器器件；傳感電容的內極板引線端子與外極板引線連接，并連接到延時電阻的一端和保護電阻的一端；延時電阻的另一端和保護電阻的另一端分別與門電路芯片的引腳4和引腳5連接；傳感電容的中極板引線端子與門電路芯片的引腳2和引腳3同時連接；門電路芯片的引腳1、引腳6和引腳6連接在一起；門電路芯片的引腳7接地；門電路芯片的引腳8和引腳11連接在一起；門電路芯片的引腳14與工作電源正極連接；門電路芯片的弓I腳10與濾波電阻的一端連接；濾波電阻的另一端與濾波電容的一端連接，該連接點作為擊打沖壓力的沖壓力信號端子，引入到信號處理、顯示與操作電路；濾波電容的另一端接地； 信號處理、顯示與操作電路由微控制器芯片、數字電位器芯片、運放電路芯片，顯示器驅動模塊采用型器件及其外圍電路，以串行接口方式組成；微控制器芯片采用ATMEGA8L型低壓電源低功耗CMOS器件，數字電位器芯片采用AD5161型低壓電源器件，運放電路芯片采用0PA2333型低壓單電源雙運放器件，顯示器驅動模塊采用S012864型低壓電源低功耗器件。
2.根據權利要求1所述的擊打訓練圓盤靶電子考核系統，其特征是在信號處理、顯示與操作電路中石英晶體Xl的兩端分別連接到微控制器芯片Ul的引腳9和引腳10，并分別與第一振蕩電容Cl的一端和第二振蕩電容C4的一端連接；第一振蕩電容Cl的另一端和第二振蕩電容C4的另一端均接地；放電二極管Dl的正極連接到工作電源正極，放電二極管Dl的負極與緩沖電容C5的一端和第一上拉電阻Rl的一端同時連接，該連接點連接到微控制器芯片Ul的引腳I ;緩沖電容C5的另一端接地；第一上拉電阻Rl的另一端連接到工作電源正極。
3.根據權利要求1所述的擊打訓練圓盤靶電子考核系統，其特征是顯示器(5)驅動模塊U4的引腳1、7均接地，顯示器(5)驅動模塊U4的引腳2、3、4、和5分別連接到微控制器芯片Ul的引腳14、15、16和17，顯示器(5)驅動模塊U4的引腳6、8均連接到工作電源正極；顯示器(5)驅動模塊U4的其余引腳均懸空。
4.根據權利要求1所述的擊打訓練圓盤靶電子考核系統，其特征是微控制器芯片Ul的引腳27和28分別與第四上拉電阻R4的一端和第九上拉電阻R9的一端連接，該二連接點分別連接到數字電位器芯片U2的引腳5和6 ;第四上拉電阻R4的另一端和第九上拉電阻R9的另一端均連接到工作電源正極；微控制器芯片Ul的引腳4和5分別與第十上拉電阻RlO和第十一上拉電阻Rll的一端連接，該二連接點分別連接到數值設置鍵4的端子2和端子3 ;微控制器芯片Ul的引腳6與第一 TVS 二極管D3的正極和第一耦合電阻R2的一端同時連接；第一TVS二極管D3的負極接地；第一耦合電阻R2的另一端連接到運放電路芯片U3的引腳I ;微控制器芯片Ul的引腳7、20均連接到工作電源正極；微控制器芯片Ul的引腳8、22均接地；微控制器芯片Ul的引腳13連接到數字電位器芯片U2的引腳10 ;微控制器芯片Ul的引腳13與第二 TVS 二極管D4的正極和第二耦合電阻R3的一端同時連接；第二 TVS 二極管D4的負極接地；第二耦合電阻R3的另一端連接到運放電路芯片U3的引腳,7 ;微控制器芯片Ul的引腳18、19、23、24、25、26、2、3、11和21均懸空。
5.根據權利要求1所述的擊打訓練圓盤靶電子考核系統，其特征是數字電位器芯片U2的引腳2、3均接地；數字電位器芯片U2的引腳10和8分別與第十二上拉電阻R12的一端和第十三上拉電阻R13的一端連接，第十二上拉電阻R12的另一端和第十三上拉電阻R13的另一端連接到工作電源正極；數字電位器芯片U2的引腳9連接到工作電源正極；數字電位器芯片U2的引腳7接地；數字電位器芯片U2的引腳1、4均懸空。
6.根據權利要求1所述的擊打訓練圓盤靶電子考核系統，其特征是運放電路芯片U3的引腳4連接到工作電源正極；運放電路芯片U3的引腳2接地；運放電路芯片U3的引腳3與嵌位二極管D2的正極連接；嵌位二極管D2的負極與第三濾波電容C3的一端連接，該連接點連接到運放電路芯片U3的引腳7 ;運放電路芯片U3的引腳5與第一濾波電容C2的一端和第二濾波電阻R5的一端同時連接；第一濾波電容C2的另一端接地；運放電路芯片U3的引腳6與反饋電阻R7的一端和分壓電阻R8的一端同時連接，反饋電阻R7的另一端連接到運放電路芯片U3的引腳7 ;分壓電阻R8的另一端接地；運放電路芯片U3的引腳8接地；第二濾波電阻R5的另一端與濾波分壓電阻R6的一端和第三濾波電容C3的另一端連接；濾波分壓電阻R6的另一端連接到沖壓力信號端子S。
全文摘要
一種擊打訓練圓盤靶電子考核系統。系統主要由擊打傳感器及其傳感電容、以門電路芯片為核心的信號轉換電路、信號處理、顯示與操作電路和顯示器構成。擊打傳感器將觸碰和沖力信號引入到信號轉換電路，經信號轉換電路的轉換、處理，成為擊打沖壓力信號；該信號通過沖壓力信號端子送入信號處理、顯示與操作電路；按照“有效”和“統計”閾值的設置，沖壓力信號經信號處理、顯示與操作電路的分離放大、處理和顯示驅動，由顯示器予以顯示。在靶體上分別裝配有電源/顯示轉換開關和數值設置鍵；在靶體上側面中部裝配有用于顯示記錄、統計數據或工作狀態的顯示器；在靶體的正面，安裝有接受觸碰和擊打力的擊打傳感器。
文檔編號A63B71/06GK103041567SQ201210455720
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年11月15日
發明者屈百達 申請人:江南大學